Восхождение человечества

Это глубоко укоренившееся представление разрушил Джеймс Чедвик, который в 1932 году доказал, что ядро состоит из частиц двух типов — протонов (положительно заряженных) и нейтронов (нейтральных). У всех химических элементов (за исключением водорода) обе частицы практически равны по массе. У водорода самое простое ядро — оно состоит из одного протона.

Нейтрон — новый вид исследования, своего рода пламя алхимика, потому что, не имея никакого электрического заряда, он, будучи запущен в ядра атомов без электрического возмущения, изменяет их. Современным алхимиком, который сумел воспользоваться этим новым инструментом, стал Энрико Ферми из Рима.

Энрико Ферми был весьма странной фигурой. Я в те поры не встречался с ним, потому что в 1934 году Рим находился под властью Муссолини, Берлин попал в руки Гитлера, и мне как еврею поездка в эти города была тогда категорически противопоказана. После войны мы с Ферми пересеклись в Нью-Йорке.

Тогда он поразил меня глубоким и тонким умом. Пожалуй, я могу назвать его умнейшим из всех людей, с которыми мне довелось встречаться, разве что за одним исключением. Он был некрупным человеком невысокого роста, но атлетического телосложения, с энергичными и резкими движениями. Решения всегда принимал очень четкие и правильные, уверенно действуя так, словно видел все вещи досконально.

Итак, Ферми начал облучать элементы нейтронами и приступил к изучению нейтронов, содержащихся в ядре каждого элемента, и миф о трансмутации в его руках начал сбываться. Ферми замедлил движение нейронов водой и создал ядерный реактор. Произошло это в городе Оук-Ридж, штат Теннесси.

Трансмутация была многовековой мечтой человечества. Меня, человека с теоретическим складом ума, больше всего поразили 1930-е годы, когда стала проясняться эволюция природы. Поясню свою мысль подробнее. Я начал с Сотворения мира, вернемся же к нему. Согласно теологическим толкованиям архиепископа Джеймса Ашера из Арма, сделанным в 1650 году, Вселенная была создана в 4004 году до н. э. Находясь в плену догм и невежества, архиепископ ни в коем случае не допускал опровержения этой даты. Он, а вслед за ним и другие клирики называли точно год, число, день недели и даже час, которые я, к счастью, забыл. Но вопрос о возрасте нашего мира оставался, и оставался парадокс, вплоть до 1900-х годов, потому что было ясно, что Земле много, много миллионов лет, но невозможно было понять, откуда в Солнце и в звездах взялось столько энергии, чтобы они смогли существовать так долго. Конечно, у человечества уже были уравнения Эйнштейна, из которых следовало, что потеря вещества производит энергию. Но как преобразуется материя?

Итак, дверь в понимание того, в чем заключается суть энергии, нам приоткрыл Чедвик. В 1939 году Ханс Бете, работавший в Корнельском университете, впервые точно описал процесс превращения водорода в гелий в недрах Солнца, при котором потеря массы стремится к нам как щедрый энергетический дар. Я так страстно и горячо рассказываю, потому что для меня это не просто воспоминания, а важное событие. Объяснения Бете я помню так же ярко, как день собственной свадьбы, а последовавшие за открытием американского физика шаги — как рождение своих детей. Ведь впоследствии обнаружилось (и, как я полагаю, было окончательно доказано в 1957 году), что в звездах происходят процессы, при которых атомы становятся все более и более комплексными структурами. Материя эволюционирует. Само слово «эволюция» связано с Дарвином и биологией, но именно оно изменило физику в современное мне время.

Первый шаг эволюции элементов происходит в молодых звездах, таких как Солнце. Водород превращается в гелий, и этот процесс требует очень высоких температур, то, что мы видим на поверхности Солнца, — это только бури, вызванные им. (Гелий был впервые идентифицирован по спектральной линии во время солнечного затмения в 1868 году, вот почему он был назван гелием, ведь тогда он не был найден на Земле.) Итак, время от времени два ядра тяжелого водорода сталкиваются, сливаются и образуют ядро гелия.

Со временем Солнце будет состоять практически из одного гелия, тогда оно станет более горячей звездой, в которой ядра гелия будут образовывать тяжелые атомы. Углерод, например, образуется в звезде, когда три свободных ядра гелия сталкиваются в одной точке в течение менее чем одной миллионной доли миллисекунды. Каждый атом углерода в живом существе — результат такого невероятного столкновения. Помимо углерода образуется кислород, кремний, сера и другие, еще более тяжелые элементы. Наиболее стабильные элементы расположены в середине таблицы Менделеева — между железом и серебром, грубо говоря. Однако процесс построения новых элементов огибает эту группу и продолжается за ее пределами.